Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак" - Физика и энергетика дипломная работа

Главная

Физика и энергетика
Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак"

Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Алфёров А.В. Электроснабжение группы цехов «челябинского тракторного завода-Уралтрак». - Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2008, с., 14 илл., 36 табл. Библиография литературы - 15 наименований. 7 листов чертежей формата А1.
В данном проекте произведён расчет электроснабжения и выбор оборудования для группы цехов «Челябинского тракторного завода-Уралтрак». Была составлена схема системы электроснабжения, выбраны силовые трансформаторы, коммутационная аппаратура, кабельные линии и проведена их проверка на термическую стойкость. В разделе «Релейная защита» была рассмотрена защита синхронного двигателя. Спроектированная схема электроснабжения промышленного предприятия удовлетворяет ряду требований: высокая надежность и экономичность, безопасность и удобство в эксплуатации, обеспечено требуемое качество электроэнергии, соответствующие уровни напряжения.
Проектирование производится на основе последних разработок и расчетов, что делает проект расчета электроснабжения завода современным.
Данный проект можно принять к строительству в связи с его оптимальными показателями по капитальным затратам и расходом на эксплуатацию. Выбранное оборудование является новейшим и рекомендуется к установке на вновь проектируемых заводах.
Под электроснабжением согласно ГОСТу 19431-84 понимается обеспечение потребителей электрической энергии.
СЭС как и другие объекты должны отвечать определенным технико-экономическим требованиям. Они должны обладать минимальными затратами при обеспечении всех технических требований, обеспечивать требуемую надежность, быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании, обладать гибкостью, обеспечивающей оптимальный режим эксплуатации в нормальных условиях и близкие к ним в послеаварийных ситуациях.
При построении СЭС нужно учитывать большое число факторов, оказывающих влияние на структуру СЭС и типы применяемого в них оборудования.
- характер графиков нагрузок потребителей;
- размещение электрических нагрузок на территории предприятия;
- месторасположение и параметры источников питания;
- наземные и подземные коммуникации.
1. Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением ниже 1 кВ: 23938 кВт.
2. Суммарная установленная мощность электроприемников предприятия напряжением свыше 1 кВ: 12800 кВт: синхронные двигателей 4ЧСТД-3200 (Р ном = 3200 кВт);
3. Категория основных потребителей по надежности электроснабжения:
Присутствуют потребители 2 категория.
4. Полная расчетная мощность на шинах главной понизительной подстанции: 20482 кВА;
5. Коэффициент реактивной мощности:
6. Напряжение внешнего электроснабжения: 110 кВ;
7. Мощность короткого замыкания в точке присоединения к энергосистеме: 5000 МВА;
8. Расстояние от предприятия до питающей подстанции энергосистемы: 2 км, тип и сечение питающих линий: ВЛ-110, АС-70/11;
9. Количество, тип и мощность трансформаторов главной понизительной подстанции: 2ЧТРДН-25000/110;
10. Напряжение внутреннего электроснабжения предприятия: 10 кВ;
11. Типы принятых ячеек распределительных устройств, в главной понизительной подстанции: КЭ-10/20;
12. На территории устанавливаются комплектные трансформаторные подстанции с трансформаторами типа ТМ, ТМЗ мощностью 1000, 2500 кВА;
Кабельные линии 10кВ ААШв 3Ч70 и ААШв 3Ч150 мм 2 ;
Кабельные линии 0,4кВ ААШв 4Ч70, ААШв 4Ч95 и ААШв 4Ч240 мм 2 .
Необходимо выполнить проект системы электроснабжения группы цехов «Челябинского тракторного завода - Уралтрак» в объеме, указанном в содержании. Завод расположен на Южном Урале (Челябэнерго).
Генеральный план предприятия представлен на листке 1. Сведения об установленной мощности электроприемников, как отдельного цеха, так и группы цехов приведены в таблицах 1.2 и 1.3.
1. Расстояние от предприятия до энергосистемы 2 км;
2. Уровни напряжения на шинах главной городской понизительной подстанции: 35 и 110 кВ;
3. Мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы:
4. Стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу:
6. Коррозийная активность грунта слабая;
8. Колебания и растягивающие усилия в грунте есть.
Плотность электрической нагрузки цеха у, кВА/м2
Экономически целесообразная мощность 1-го тр-ра цеховой ТП S э.т, кВА
Выбор цеховых ТП сводится к решению нескольких задач:
- выбор единичной мощности трансформатора;
- выбор общего числа трансформаторов (оптимального);
- выбор числа трансформаторов на каждой подстанции;
Минимальное число трансформаторов в цехе:
где К з доп - коэффициент загрузки - допустимый.
ДN т - добавка до ближайшего целого числа.
Допустимые значения коэффициента загрузки для двухтрансформаторных подстанций:
К з доп = 0,8…0,85 - II категория (при наличие складского резерва трансформаторов)
К з доп = 0,93…0,95 - III категория
Найденное число трансформаторов не может быть меньше, чем число трансформаторов, требуемых по условиям надежности.
Предельную величина реактивной мощности, которую могут пропустить выбранные трансформаторы:
где N т - число трансформаторов цеховой ТП;
К з доп - допустимый коэффициент загрузки трансформаторов цеховой ТП в нормальном режиме;
S н т i - номинальная мощность трансформаторов цеховой ТП;
Р р i - расчетная активная нагрузка на ТП.
При Q 1р i < Q 1р трансформаторы ТП не могут пропустить всю реактивную нагрузку и поэтому часть ее должна быть скомпенсирована с помощью конденсаторов, которые следуют установить на стороне низшего напряжения на ТП. Мощность этих конденсаторов будет составлять
Q ку = Q р i - Q 1 i . (2.5)
и они должны устанавливаться на ТП обязательно.
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах будут соответственно:
К з норм = ; К з п/ав = , (2.6)
где N т - число взаиморезервируемых трансформаторов цеховой ТП;
S р.т i - полная расчетная нагрузка, приходящаяся на один трансформатор ТП.
Потери активной мощности в трансформаторах:
ДР т = NЧ(ДР хх + ·ДР кз ), (2.7)
К з норм - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме;
ДР хх - потери холостого хода в трансформаторе;
ДР кз - потери короткого замыкания.
Потери реактивной мощности в трансформаторах:
U кз - напряжение короткого замыкания;
S н т - номинальная мощность трансформатора.
Результаты расчётов по выбору числа и мощности трансформаторов приведены в таблице 2.2.
Экономически целесообразная реактивная мощность Qэс,кВар
Потери реактивной мощности в силовых трансформаторов ГПП ?Qтр.гпп,кВар
Номинальная мощность трансформатора, кВа
Напряжение на высокой стороне Uвн,кВ
Напряжение на низкой стороне Uнн,кВ
Напряжение короткого замыкания Uк,%
Коэффициент загрузки в нормальном режиме Кзн
Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме Кзп
*-в аварийном режиме часть нагрузки снимается
Мощность трансформаторов ГПП выбирается исходя из соотношения:
На главной понизительной подстанции устанавливаем два трансформатора, что обеспечивает необходимую надежность при достаточно простой схеме и конструкции главной понизительной подстанции. Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме работы не должен превышать 0,7.
Варианты схем электроснабжения предприятия на напряжение 35 и 110 кВ представлены на рисунках 3.1 и 3.2 соответственно.
Рисунок 3.1- Вариант схемы электроснабжения предприятия на напряжение 35 кВ.
Рисунок 3.2- Вариант схемы электроснабжения предприятия на напряжение 110 кВ
Для защиты трансформаторов от перенапряжений в питающей сети устанавливаем ОПН-У-35/38,5. На вводе в ГПП устанавливается аналогичная коммутационная аппаратура.
Для защиты трансформаторов от перенапряжений в питающей сети устанавливаем ОПН-У-110/77, в нейтраль силового трансформатора включаем ОПН-У-110/56, ЗОН-110У-IУ1 (I н = 400 А, t тер = 119 кА 2 с).
На вводе в ГПП устанавливается аналогичная коммутационная аппаратура.
Таблица 4.4- Технико - экономическое сравнение - 110 кВ
Таблица 4.5 - Сравнение экономических показателей
Приведённые кап. затраты, тыс. руб.
Вариант 110 кВ экономичнее на 20,18%, что более 15% поэтому окончательно выбираем вариант 110 кВ.
Выбор способа распределения электроэнергии зависит от величины электрических нагрузок, их размещения, плотности застройки предприятия, конфигурации, технологических, транспортных и других коммуникаций, типа грунта на территории предприятия.
Выбираем прокладку кабелей в траншее как очень простой и экономически выгодный способ, применяемый при прокладке до шести кабелей. Для прокладки используем кабель марки ААШв. Так же единожды прокладываем кабель в лотках, марка кабеля ААШв.
Допустимый ток кабеля с учетом условий его прокладки:
где К п - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей;
K t - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель;
N к - число прокладываемых кабелей.
Допустимая перегрузка кабеля в послеаварийном режиме:
Потеря напряжения в кабельной линии определяется по формуле:
где Р р , Q p - расчетная активная и реактивная нагрузки.
x о , r о - удельное индуктивное и активное сопротивление кабеля, Ом/км.
Результаты расчётов приведены в таблице 5.2.
6. Расчет токов короткого замыкания
Мощность короткого замыкания в месте присоединения линии, питающей главную понизительную подстанцию значительно больше мощности потребляемой предприятием, поэтому допускается принимать периодическую составляющую тока К.З. от энергосистемы неизменной во времени: I к = I n . o = I n . t .
Для расчетов токов короткого замыкания составляется исходная электрическая схема, на которой показываются источники питания точек короткого замыкания, расчетные точки и токи между ними. Схема приведена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 - Электрическая схема для расчета токов к.з.
Для выбора электрооборудования СЭС предприятия производим расчет токов К.З. в следующих точках:
К-1 и К-2 - в схеме внешнего электроснабжения;
К-3 - в распределительном устройстве напряжением 10 кВ ГПП;
К-4 - в электрической сети напряжением 0,4 кВ.
Расчет токов К.З. в точках К-1 и К-2 проводился в разделе «Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения предприятия».
Сопротивление трансформатора главной понизительной подстанции:
Сопротивление кабельных линий находим по формуле:
Сопротивление СД определяется по формуле:
Далее проведу распределение Хн.тр по лучам схемы:
Рисунок 6.2 - Электрическая схема замещения
Хс.эк = Хс+Хкл+Хв.тр = 0,2 + 0,06 + 0,53 = 0,79 о.е,
Хсд.эк = Хсд + Хкл +Хн.тр= 30+0,11+7,35=37,546 о.е,
Результирующее сопротивление со стороны ЭС и СД:
Тогда периодическая составляющая тока к моменту t=0 будет
Принимаем постоянной в течение всего процесса замыкания.
Все результаты расчетов приведены в таблице 6.1.
Расчет токов к.з. в установках до 1000 В производится в именованных единицах, при этом сопротивления всех элементов, входящих в схему замещения, ввиду малости их величин выражают в миллиомах (мОм).
Суммарное сопротивление системы до цехового трансформатора принимаем равным нулю.
Ток короткого замыкания в точке К-4 (периодическая составляющая принимается постоянной в течение всего процесса замыкания) определим по формуле:
где Uc,hom - среднее номинальное напряжение ступени.
r s и х ъ -- суммарные активное и реактивное сопротивления короткозамкнутой цепи в состав которых входят:
г т и х т сопротивления трансформатора TM-1000; r т =1,9 мОм, х т =8,6 мОм (JI2, Таблица 2.50)
г а и х а сопротивления токовых катушек расцепителей автоматического выключателя ВА 53-39 при Iном=2500 А; г а =0,13 мОм, х а =0,07 мОм (Л2, Таблица 2.54)
r к сопротивление контактов; r к =0,03 мОм (Л2, Таблица 2.55)
r У = 1,9 + 0,13 + 0,03 = 2,06 мОм; х У = 8,6 + 0,07 = 8,67 мОм.
Подставим все найденные значения в формулу:
Определим ударный ток и наибольшее действующее значение тока к.з. в точке К-4, где Ку =1,6- ударный коэффициент (Л2 таблица 2.45)
Все результаты расчетов приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Мощность и токи коротких замыканий
Напряжение U ср расчетной точки, кВ
В качестве выключателей отходящих линий принимаем выключатели этого же типа.
III. Выбор трансформаторов тока на вводе в распределительное устройство 10 кВ главной понизительной подстанции.
Таблица 7.2 - Выбор трансформаторов тока
Вторичная нагрузка ТТ: амперметр, ваттметр, расчетные счетчики активной и реактивной энергии.
Рисунок 7.1 -Схема вторичных токовых цепей трансформатора тока 10 кВ.
Проверку ТА по вторичной нагрузке проводим, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов. Определим нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока. Данные внесем в таблицу 7.3.
Таблица 7.3 - Нагрузка трансформаторов тока
Из таблицы 7.3 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока фазы А, тогда общее сопротивление приборов:
r пров = z 2ном - r приб - r конт ,
где z 2ном = 0,8- для класса точности 0,5;
r конт = 0,07 Ом - для трех приборов;
r пров = 0,8 ? 0,2 ? 0,07 = 0,53 Ом.
Принимаем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 4 метра. Так как трансформаторы тока соединены в неполную звезду, значит , тогда сечение соединительных проводов:
Правила устройства электроустановок регламентирует минимальное сечение для алюминиевых проводов 4 мм 2 , поэтому принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами S = 4 мм 2 .
Схема включения приборов, выбранных на секционном выключателе главной понизительной подстанции, представленной на рисунке 7.2.
Рисунок 7.2 - Схема цепей трансформатора тока секционного выключателя 10 кВ
Проверку ТА по вторичной нагрузке проводим, пользуясь схемой включения и каталожными данными приборов. Определим нагрузку по фазам для наиболее загруженного трансформатора тока. Данные приведены в таблице 7.4.
Таблица 7.4 - Нагрузка трансформаторов тока
Из таблицы 7.4 видно, что наиболее загружены трансформаторы тока А и В, тогда общее сопротивление приборов:
где = 0,8 - для класса точности 0,5;
r конт = 0,05 Ом - для одного прибора;
r пров = 0,8 ? 0,02 ? 0,05 = 0,73 Ом.
Принимаем кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 4 метра. Так как трансформаторы тока соединены в неполную звезду, значит l расч = , тогда сечение соединительных проводов:
Правила устройства электроустановок регламентирует минимальное сечение для алюминиевых проводов 4 мм 2 , поэтому принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами S = 4 мм 2 .
IV. Трансформатор напряжения устанавливаем на каждую секцию сборных шин главной понизительной подстанции. Принимаем к установке 3ЧЗНОЛ 09.10, с паспортными данными: U ном = 10 кВ, S 2ном = 3Ч150 = 450 ВА, работающий в классе точности 1. К нему подключаются все измеритнльные приборы данной секции шин. Подсчет вторичной нагрузки приведен в таблице 7.5.
Таблица 7.5 - Нагрузка трансформаторов напряжения
Вторичная нагрузка трансформатора напряжения:
т.к. 150<450 , S 2 < S 2ном , т.е. трансформатор напряжения будет работать в заданном классе точности.
Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 4 мм 2 по условию механической прочности. Трансформатор напряжения присоединяется к сборным шинам через предохранитель типа ПКН-001-10У3 и втычной разъединитель.
Выбор изоляторов не производим, т.к. они комплектны с токопроводом.
Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. Расчет напряжения, схемы внешнего электроснабжения, трансформаторов ГПП. Технико-экономическое обоснование схем. дипломная работа [1,4 M], добавлен 30.04.2012
Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Нагрузка группы цехов. Обоснование числа, типа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токопроводов, изоляторов и средств компенсации реактивной мощности. дипломная работа [3,0 M], добавлен 06.04.2014
Расчет электрических нагрузок отделений и цеха промышленного предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор элементов внешнего электроснабжения промышленного предприятия. Расчет токов короткого замыкания в сетях СЭС ПП. курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.10.2008
Расчёты электрических нагрузок и освещения для группы цехов металлургического завода. Выбор числа, мощности и типа цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Определение напряжения внешнего электроснабжения. Полная расчетная нагрузка системы. дипломная работа [836,3 K], добавлен 04.06.2013
Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания. курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013
Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания. курсовая работа [304,6 K], добавлен 23.03.2013
Расчет электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения. Расчет трехфазных токов короткого замыкания. Расчет ежегодных издержек на амортизацию. курсовая работа [820,9 K], добавлен 12.11.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов "Челябинского тракторного завода – Уралтрак" дипломная работа. Физика и энергетика.
Доклад: Информационно-компьютерные технологии на уроках музыки
Реферат: Сила слова. Скачать бесплатно и без регистрации
Как Начать Эссе По Обществознанию Примеры
Дипломная работа по теме Исследование использования производственных мощностей предприятия на примере ОАО 'Промприбор'
Реферат по теме Оценка влияния лесных ресурсов на формирование стока поверхностных вод Республики Саха
Реферат: Диктатура Суллы. Скачать бесплатно и без регистрации
Методы исследования наноматериалов и наноструктур
Қазақ Тілі Ана Тілім Эссе 4 Сынып
Контрольная Работа Мордкович 10 11 Класс
Младший Школьный Возраст Реферат
Реферат: Методика развития творческих способностей детей младшего школьного возраста в семье
Реферат: Общий или раздельный «чай» в ресторане? Материальные и нематериальные стимулы к работе
Учебное пособие: Методические указания и задания к контрольной работе по дисциплине По специальности 080110 «Экономика и бухгалтерский учет»
Реферат Политики России
Задания 3 Класс Контрольная Работа
Практические Рекомендации Дипломной Работы Пример
Книга: Армянская трагедия 1915 года книга
Курсовая работа: Психологічна підготовка боксера-новачка до змагання
Контрольная работа по теме Государственные социальные гарантии и средний класс
Описание Волос Сочинение
Каналы утечки информации - Разное лекция
Половая социализация мальчиков и девочек в семье и обществе - Психология реферат
Історія Ураїни - История и исторические личности шпаргалка